DE102020120976A1

DE102020120976A1 - Antriebseinheit für einen mindestens einachsigen Anhänger mit Güllefass

Info

Publication number: DE102020120976A1
Application number: DE102020120976.2A
Authority: DE
Inventors: Franz Hinken
Original assignee: LANDMASCHINEN WIENHOFF GmbH
Current assignee: LANDMASCHINEN WIENHOFF GmbH
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2021-02-11
Also published as: DE202019104406U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen mindestens einachsigen Anhänger mit Güllefass, mit einem Tandemgetriebe, welches einen Antrieb, sowie mindestens einen ersten und einen zweiten Abtrieb aufweist, wobei der erste Abtrieb mit einer ersten Hydraulikpumpe verbunden ist, welche eine erste Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt, und wobei der zweite Abtrieb mit einer zweiten Hydraulikpumpe verbunden ist, welche eine zweite Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt, und wobei die erste Hydraulikanlage zum Antrieb von wenigstens einem an der mindestens einen Achse des Anhängers angeordneten Radialkolbenmotor ausgebildet ist. Um eine Antriebseinheit vorzuschlagen, welche günstig in Anschaffung und Betrieb, sowie einfach und flexibel einsetzbar ist und zugleich bodenschonend arbeitet, ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Abtrieb parallel an dem Tandemgetriebe angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen mindestens einachsigen Anhänger mit Güllefass (im Folgenden „Antriebseinheit“ genannt).
Mit Antriebseinheiten der eingangs genannten Art werden Selbstfahrer bestückt, so dass die immensen Lasten von Anhängern mit Düngemittelbehältnis auf angetriebene Räder bzw. Achsen verteilt werden können. Eine derartige Antriebseinheit ist bereits in der Landwirtschaft gebräuchlich, wobei diese zwei zumeist unabhängig voneinander regel- und lenkbare Achsen antreiben. Dafür werden neben konventionellen thermomechanischen Antrieben (z.B. Verbrennungsmotoren) auch hydraulische und/oder elektrische Antriebe eingesetzt. Solche Antriebseinheiten sind vornehmlich von etwaigen Schlepp- oder Zugfahrzeugen unabhängig. Antriebseinheiten mit ähnlichem Anwendungsbereich finden sich bspw. in der Landwirtschaft zum Ausbringen von Düngemittel, Pestiziden, Wasser o.ä.
Bekannte Antriebseinheiten sind in der Anschaffung sehr kostenintensiv. Weiter fügen diese den oberen Bodenschichten, u.a. aufgrund des hohen Eigengewichts, erhöhten Schaden zu. Oftmals greifen bekannte Antriebseinheiten auf einen vollständig hydrostatischen Antrieb zurück, was zum einen einen vergleichsweise geringen Wirkungsgrad bedingt aber zum anderen eine damit hohe installierte Leistung und auch hohe Betriebskosten verursacht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit vorzuschlagen, welche günstig in Anschaffung und Betrieb, sowie einfach und flexibel einsetzbar ist und zugleich bodenschonend arbeitet.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Antriebseinheit für einen Anhänger mit Güllefass gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit umfasst ein Tandemgetriebe, welches einen Antrieb, sowie mindestens einen ersten und einen zweiten Abtrieb aufweist, wobei der erste und der zweite Abtrieb parallel an dem Tandemgetriebe angeordnet sind, und wobei der erste Abtrieb einen mindestens einachsigen Anhänger antreibt.
Der Vorteil bei einer parallelen Anordnung des ersten und des zweiten Abtriebs ist, dass die Leistung des Tandemgetriebes besser ausgenutzt wird, weil keine Leistungsverluste durch nachgeordnete Getriebe entstehen. Zudem ist die Anordnung kompakt und die beiden Abtriebe können individuell sehr gut geregelt bzw. gesteuert werden. Dabei kann es sein, dass die vorgenannten Abtriebe horizontal, vertikal oder in einem beliebigen Winkel parallel zueinander angeordnet sind.
Das Tandemgetriebe kann bspw. antriebsseitig eine Kupplung aufweisen, welche zur Verbindung mit einer Antriebswelle eines Schleppfahrzeugs geeignet ist. So kann bspw. die an einer Zapfwelle anliegende Kraft direkt auf das Tandemgetriebe übertragen werden. Die Übersetzung und damit die jeweilige Kraft, die wiederum auf den ersten bzw. den zweiten Abtrieb übertragen wird, ist insofern wählbar, als die Summe der abtriebsseitigen Kräfte bevorzugt maximal der antriebsseitig angelegten Kraft entspricht. Es ist denkbar, dass dem Tandemgetriebe bzw. dem ersten und/oder dem zweiten Abtrieb bspw. ein elektrischer Supportmotor zugewiesen ist, so dass bspw. bei einem Abfall der am Antrieb anliegenden Kraft die Versorgung eines oder beider Abtriebe für einen Überbrückungszeitraum sichergestellt werden kann. Weiter ist es denkbar, dass ein dritter Abtrieb vorgesehen ist, welcher bspw. eine weitere Pumpe antreibt, die wiederum eine Füllturbine in einem Ansaugarm betreiben kann. Entsprechend wäre das Getriebe dann als Tridemgetriebe ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist der erste Abtrieb mit einer ersten Hydraulikpumpe verbunden, welche eine erste Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt, und der zweite Abtrieb ist mit einer zweiten Hydraulikpumpe verbunden, welche eine zweite Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt. Die Hydraulikpumpen können bspw. als Flügelzell-, Zahnrad-, oder Kolbenpumpe ausgebildet sein. Die Auswahl einer für den Anwendungsfall geeigneten Hydraulikpumpe kann bspw. von dem für die Aufgabe vorgesehenen Druckbereich abhängen. Der maximal erreichbare Arbeitsdruckbereich steigt bei den vorgenannten Pumpenbauweisen der Reihenfolge der Aufzählung entsprechend an. Es kann bspw. eine Axialkolbenpumpe verwendet werden, mit einem realisierbaren Arbeitsdruckbereich von 200 bis 450 bar. Es ist denkbar, dass auch Hydraulikpumpen mit einem geringeren Arbeitsdruckbereich zum Einsatz kommen, wobei die Leistungsdichte der von der Hydraulikpumpe zu versorgenden Vorrichtungen entsprechend kleiner ausfallen kann. Die Förderleistung einer für den vorgesehenen Einsatz bevorzugten Hydraulikpumpe kann bspw. bei 240 l/min liegen, bevorzugt im Bereich von 100 bis 350 l/min, besonders bevorzugt 200 bis 300 l/min.
Unter einer Hydraulikanlage kann bspw. eine Anordnung einer oder mehrerer Vorrichtungen verstanden werden, welche mit einem hydraulischen Fluid betrieben werden. Solche Vorrichtungen können bspw. Strömungsmaschinen wie Pumpen, Gebläse, Verdichter oder eine Kombination von Zylindern und Aktuatoren sein, welche wiederum dazu ausgelegt sind, Bewegungen von Bauteilen zu induzieren. Es ist denkbar, dass sowohl die erste als auch die zweite Hydraulikanlage jeweils dieselben zugeordneten Vorrichtungen aufweisen. Bevorzugt sind den Hydraulikanlagen jedoch unterschiedliche Vorrichtungen mit entsprechend unterschiedlichen Anwendungszwecken zugewiesen, beispielsweise dem Antrieb des Anhängers und dem Ausbringen von Gülle.
Als hydraulisches Fluid können insbesondere Öle zum Einsatz kommen, welche scherstabil sowie biologisch abbaubar und/oder in möglichst geringem Maße toxisch sind. Weiter sollte eine Hydraulikflüssigkeit bevorzugt eine geringe Kompressibilität aufweisen und im Wesentlichen reaktionsträge sein. Insbesondere aufgrund des Einsatzes der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in der Landwirtschaft können bevorzugt Hydraulikflüssigkeiten der HE-Klasse (Hydraulic Environmental) zum Einsatz kommen. Es kann der ersten und der zweiten Hydraulikpumpe bevorzugt ein jeweils eigener Vorrat bzw. ein Hydrauliktank mit einem jeweils eigenen Hydraulikkreislauf zugeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Hydraulikpumpen mit einem zentralen Hydrauliktank gekoppelt sind und die jeweiligen Hydraulikkreisläufe entsprechend semi-autark ausgebildet sind. Ein Hydrauliktank kann bspw. ein Volumen von circa 2001 umfassen, bevorzugt im Bereich von 1001 bis 3001, besonders bevorzugt von 801 bis 2001.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zeichnet sich weiter dadurch aus, dass die erste Hydraulikanlage bevorzugt zum Antrieb von wenigstens einem an einer Achse des Anhängers angeordneten Radialkolbenmotor ausgelegt ist. Zu diesem Zweck ist üblicherweise wenigstens ein Radialkolbenmotor als Teil der ersten Hydraulikanlage ausgebildet. Daneben können im Kreislauf der ersten Hydraulikanlage neben einem oder mehreren Radialkolbenmotoren weitere Vorrichtungen der zuvor aufgezählten Art betrieben werden. Bevorzugt ist der Radialkolbenmotor so auf der mindestens einen Achse des Anhängers angeordnet, dass im Betrieb die entsprechende Achse zur Rotation angetrieben wird und damit an der Achse angeordnete Antriebsräder zum Drehen gebracht werden. Zur Übertragung des Drehmoments des wenigstens einen Radialkolbenmotors auf die entsprechenden Antriebsräder kann bspw. im Bereich jedes Antriebsrades ein Planetengetriebe angeordnet sein. Der wenigstens eine Radialkolbenmotor kann auch bspw. in der Drehrichtung beeinflussbar sein, so dass eine Drehung der vorgenannten Antriebsräder in beide Richtungen möglich ist. Weiter kann bspw. ein zweiter Radialkolbenmotor auf derselben Achse angeordnet sein, wobei dann beide Radialkolbenmotoren mit der ersten Hydraulikanlage betrieben werden können. Bevorzugt ist dann jeweils ein Radialkolbenmotor im Bereich eines Antriebsrades oder Zwillingsrades angeordnet und überträgt die hydraulische Antriebskraft direkt auf das bzw. die Antriebsräder.
Wie vorangehend beschrieben, ist die erste Hydraulikanlage besonders bevorzugt zum Antrieb eines einachsigen Anhängers mit Güllefass ausgebildet. Einem solchen Anhänger können weitere Achsen zugeordnet sein, welche wiederum auch einen eigenen Antrieb nach der zuvor beschriebenen Ausführungsweise aufweisen. Dabei kann die erste Hydraulikpumpe bspw. auch weitere Radialkolbenmotoren an einer oder mehreren zusätzlichen Achsen betreiben. Es ist jedoch auch denkbar, dass bspw. eine zweite Achse mit entsprechenden Vorrichtungen zum Antrieb von einer dritten Hydraulikpumpe betrieben wird, welche an einem dritten parallelen Abtrieb eines Tridemgetriebes angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit weist sich durch eine verhältnismäßig günstige und einfache Bauweise aus. Die von der Antriebseinheit angetriebene mindestens eine Achse verursacht einen geringen Flurschaden und ermöglicht gleichzeitig einen flexiblen Einsatz bei geringen Betriebskosten. Weiter sind mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ausgerüstete Anhänger besonders anwendungsfreundlich. Das Schleppfahrzeug ist nicht an den Anhänger gebunden und kann ggf. für andere Zwecke eingesetzt werden, bzw. kann im Schadensfall auch ohne lange Stillstandzeiten ersetzt werden. Gegenüber bekannten Varianten von Antriebseinheiten, welche von einer Kopplung mit einem Schleppfahrzeug unabhängig sind, weist sich die erfindungsgemäße Antriebseinheit als vorteilhaft aus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Hydraulikanlage zum Antrieb einer Gülleförderpumpe ausgelegt. Dies hat den Vorteil, dass eine hydraulisch feinfühlige Ansteuerung der Gülleförderpumpe möglich ist. Das bedeutet, dass die Ausbringmenge über die Drehzahl der Gülleförderpumpe und entsprechend über die feinstufig regelbare Hydraulik geregelt werden kann. Eine direkte Kraftübertragung bspw. von der Zapfwelle direkt auf die Gülleförderpumpe würde eine händische Trimmung der Ausbringmenge über ein nachgelagertes Ventil nötig machen. Die Gülleförderpumpe kann bspw. als Drehkolbenpumpe ausgelegt sein. Es ist auch denkbar, dass hier Pumpen anderer Bauweise zum Einsatz kommen, bspw. Schneckenförderpumpen, Kreiselpumpen oder Tauchmotorpumpen.
Das auf dem Anhänger angeordnete Güllefass wird von der Gülleförderpumpe bevorzugt als Reservoir verwendet, um die Gülle auf das Feld auszubringen. Zugleich kann bspw. ein 3-Wege-Ventil vorgesehen sein, so dass die Gülleförderpumpe das Güllefass aus einem externen Silo, Tank o.ä. befüllen kann. Das Güllefass kann bspw. ein Volumen im Bereich von 16 m³ aufweisen, bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 m³, besonders bevorzugt von 5 m³ bis 40 m³. Insbesondere eine kurze Befüllzeit kann in der Praxis durchaus vorteilhaft sein. Die Gülleförderpumpe kann daher bspw. eine Förderleistung von circa 9 m³/min aufweisen, bevorzugt jedoch im Bereich von 4 bis 15 m³/min, besonders bevorzugt 6 bis 12 m³/min.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Güllefass ein Förderpumpensensor und/oder ein Förderpumpenregler zur Bestimmung und/oder Regelung der Förderleistung der Gülleförderpumpe zugeordnet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Güllefass auch ein Triebachsensensor und/oder ein Triebachsenregler zur Bestimmung und/oder Regelung der Laufgeschwindigkeit des wenigstens einen Radialkolbenmotors zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Betriebsparameter für die zweite Hydraulikanlage direkt an den Fahrer im Führerhaus des Schleppfahrzeugs übermittelt werden können. Andere Daten, wie bspw. der Hydraulikdruck oder die auf die Vorrichtungen der ersten und der zweiten Hydraulikanlagen angelegten Hydraulikdrücke müssten erst über das Betriebsverhalten der entsprechenden Vorrichtungen bspw. in eine aktuelle Fördermenge oder eine Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder an der mindestens einen Achse des Anhängers übersetzt werden. Der Sensor ist bevorzugt zum Senden und/oder Empfangen von GPS-Daten und/oder Befehlen ausgebildet. So ist es bspw. möglich, mit Hilfe einer zentralen Steuereinheit entsprechende Daten zu speichern und/oder auf Fehler bzw. eine Fehljustage manuell oder sogar automatisiert zu reagieren. So ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die zentrale Steuereinheit zum ständigen Abgleich von SOLL- und IST-Werten der Betriebsparameter der Vorrichtungen der Hydraulikanlagen vorgesehen. Die vorgenannten Regler können dann bspw. die Hydraulikpumpen derart ansteuern, dass die IST-Werte an die bspw. vom Fahrer aus dem Schleppfahrzeug heraus vorgegebenen SOLL-Werte automatisch angeglichen werden. Weiter ist es möglich, eine solche Vorgabe von SOLL-Werten und/oder die Ansteuerung der vorgenannten Regler auch aus großer Entfernung vorzunehmen. Außerdem ist es bspw. möglich, unabhängig von den Sensoren des Schleppfahrzeugs eine Validierung von Geschwindigkeits- und entsprechend Antriebswerten vorzunehmen. Die entsprechenden regelungstechnischen Vorrichtungen können so bspw. auch in den Bereich der Antriebseinheit ausgelagert werden, so dass im Führerhaus lediglich noch eine Vorrichtung zur Visualisierung, bspw. ein Touchscreen positioniert werden muss. Damit wäre die Antriebseinheit in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen autark und könnte einfacher an bestehende Schleppfahrzeuge nachgerüstet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind dem Güllefass Schutzsensoren zur Schmutzpartikelerkennung, zur Überwachung des Speisedrucks und zur Kontrolle des Saugfilters zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass Schäden und somit auch Ausfallzeiten effektiv vermieden werden können. Die Schmutzpartikelerkennung kann bspw. dazu ausgelegt sein, neben Verunreinigungen von außen auch Partikel zu erkennen, welche durch abrasiven Verschleiß an den von dem hydraulischen Fluid durchströmten Bauteilen und Vorrichtungen gelöst wurden. Solche Partikel können bspw. Metall- und/oder Kunststoffspäne, aber auch andere nicht-metallische Partikel sein. Weiter kann es vorteilhaft sein, den Speisedruck der Hydraulikpumpen zu überwachen, da diese wegen der Gefahr von Kavitationsschäden nicht trocken laufen dürfen. Der Saugfilter, welcher bevorzugt im Kreislauf des Hydrauliköls grobe Partikel an der Passage durch die Pumpen, insbesondere die Speisepumpen für die beiden hydrostatischen Axialkolbenverstellpumpen hindern soll, wird bevorzugt sensorisch auf seine Durchlässigkeit überwacht. Hat sich der Saugfilter zugesetzt, so steigt mit dem lokalen Druckverlust auch die Befüllungszeit und die Beanspruchung der Pumpe. Letztere kann dabei im schlimmsten Fall beschädigt werden. Die Schutzsensoren sind bevorzugt mit der zuvor genannten zentralen Steuereinheit gekoppelt und können entsprechend Messwerte zur Fahrerkabine kommunizieren. Es ist möglich, dass die zentrale Steuereinheit auch mit diesen Messwerten einen Soll-Ist-Vergleich durchführt, entsprechende Warnsignale in die Fahrerkabine sendet und/oder im Bedarfsfall die entsprechend betroffene(n) Vorrichtung(en) notabschaltet, bevor es zu Schäden und/oder Unfällen kommen kann. Weiter ist es möglich, Sensoren zur Überwachung der Temperatur des hydraulischen Fluids in die Gruppe der Schutzsensoren und in das damit zuvor beschriebene Kontrollsystem einzubeziehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Hydraulikanlage auch zur Versorgung eines zweiten Radialkolbenmotors an einem zweiten Antriebsrad ausgelegt. So kann bspw. jeweils ein Radialkolbenmotor direkt an einem Antriebsrad bzw. Zwillingsrad angeordnet werden und bspw. stärker angetrieben werden als das andere. Dies hat den Vorteil, dass die Antriebsräder oder Zwillingsräder an der mindestens einen Achse des Anhängers unabhängig voneinander angetrieben und aufgehängt werden können. Dadurch kann bspw. auf komplizierte Bodenverhältnisse noch genauer reagiert werden.
Bevorzugt werden das erste und das zweite Antriebsrad von der ersten Hydraulikpumpe synchron und gleichmäßig mit dem hydraulischen Fluid beaufschlagt. Bspw. kann dementsprechend die von der ersten Hydraulikpumpe bereitstellbare Leistung im Wesentlichen gleichmäßig auf die beiden vorgenannten Antriebsräder verteilt werden. Es kannjedoch je nach Beschaffenheit des Untergrunds bzgl. einer unzulänglichen Bodenhaftung und damit einhergehend niedrigen Traktion im Bereich eines Antriebsrades vorteilhaft sein, das Antriebsrad mit größerer Bodenhaftung und entsprechend höherer Traktion zumindest temporär mit mehr hydraulischer Leistung bzw. mehr hydraulischem Fluid zu beaufschlagen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können daher das erste Antriebsrad und das zweite Antriebsrad von der ersten Hydraulikpumpe gleichzeitig, aber in variablen Mengen mit dem hydraulischen Fluid beschickt werden. Dies hat weiter den Vorteil, dass ein bspw. wegen fehlender Bodenhaftung und/oder fehlendem Bodenkontakt unbelastetes Antriebsrad nicht leer durchdreht und damit die an eben diesem Antriebsrad anliegende hydraulische Leistung nutzlos verloren geht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Radialkolbenmotor der ersten Hydraulikanlage als von dem Antrieb des Schleppfahrzeugs unabhängig regelbar ausgelegt. So kann bspw. der auf den bzw. die Radialkolbenmotoren angelegte Hydraulikdruck bzw. die hydraulische Fördermenge unabhängig von der an dem ersten Abtrieb anliegenden Kraft bzw. Drehzahl geregelt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Antriebseinheit in effizientem Maße bedarfsgerecht geregelt werden kann und nicht entsprechend der Drehzahl des ersten Abtriebs im Wesentlichen konstant läuft. Dafür kann die entsprechende Hydraulikpumpe bspw. ein eigenes Getriebe aufweisen, so dass die Kraft und/oder Drehzahl am zweiten Abtrieb des Tandemgetriebes zwar ein Betriebsmaximum vorgibt, darunter jedoch frei geregelt werden kann. Die überschüssige Kraft kann bspw. als Energie in Form von Wärme dissipieren.
Das auf der mindestens einen Achse des Anhängers lastende Gewicht kann bspw. im Falle eines 16 m³ Güllefasses bei circa 25t liegen, wobei entsprechend der Größe des Güllefasses auch deutlich größere oder kleinere Lasten denkbar sind. Eine entsprechend im Bereich der mindestens einen Achse angeordnete Stützlast kann bspw. von der vorgenannten Größenordnung abgezogen werden. Der Vorschub der Antriebseinheit kann bspw. bei circa 12 km/h liegen, bevorzugt im Bereich von ca. 4 bis 20 km/h, besonders bevorzugt 6 bis 15 km/h. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die erste Hydraulikpumpe für den Antrieb des wenigstens einen Radialkolbenmotors eine hydraulische Leistung von bevorzugt 50 bis 120 kW, besonders bevorzugt 60 bis 100 kW, ganz besonders bevorzugt 70 bis 90kW bereit. Es ist denkbar, dass zwei Radialkolbenmotoren kumuliert mit der vorgenannten hydraulischen Leistung betrieben werden, wobei diese zwei Radialkolbenmotoren dann nicht zwangsläufig gleichmäßig mit dem hydraulischen Fluid beaufschlagt werden müssen.
Die Antriebsleistung und damit der Vorschub der Antriebseinheit kann nach einer korrigierten Schleppergeschwindigkeit berechnet werden. Dazu wird die reale Geschwindigkeit des Schleppers bspw. durch Radsensoren und/oder über GPS erfasst und dann ein nötiger Vorschub bzw. eine nötige Antriebsleistung für die Antriebseinheit berechnet, so dass der Anhänger bevorzugt mit dem Schlepper in Gleichschritt ist und Schlupf vermieden wird. Eine etwa am Zugfahrzeug angezeigte Geschwindigkeit des Anhängers stimmt nicht immer mit der realen Geschwindigkeit des Anhängers überein und ist deshalb ungeeignet für die Steuerung der Geschwindigkeit des Anhängers.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem wenigstens einen Radialkolbenmotor der ersten Hydraulikanlage eine Abschaltautomatik zugeordnet. Diese kann bspw. die Antriebseinheit abschalten, wenn das Schleppfahrzeug eine Grenzgeschwindigkeit übersteigt oder eine Bremsung eingeleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass keine Energie unnötig verbraucht wird und somit effizienter und umfassend verschleißvermindernd gearbeitet werden kann. Die Abschaltautomatik ist bevorzugt derart konzipiert, dass im Zuge einer Abschaltung die erste Hydraulikpumpe stillgelegt wird und der erste Abtrieb leer läuft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Güllefass im Bereich der Deichsel des Anhängers ein hydro-pneumatisches Feder- und/oder Hebesystem zugeordnet. Dies hat zum einen den Vorteil, dass etwaige Stöße und/oder Vibrationen der auf dem Anhänger angeordneten Vorrichtungen effektiv und mit möglichst geringem Einfluss auf die Person(en) im Führerhaus abgemildert werden können. Zum anderen ist es so bspw. möglich, das Güllefass bspw. zum Befüllen an der Deichsel anzuheben bzw. beim Ausbringen entsprechend abzusenken - oder umgekehrt, je nach Aufbau des Güllefasses - um die entsprechenden Prozesse hydrodynamisch zu unterstützen. Ein solches Feder- und/oder Hebesystem kann bspw. eine Luftfederung zur Stoßminderung und/oder ein Hydraulikzylinder zum Heben/Senken umfassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens einen Achse des Anhängers eine Vorrichtung zur Stoßminderung zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die auf den Boden wirkenden Impulse und entsprechend Flurbeschädigungen reduziert werden. Weiter können dadurch bspw. Schwingungen des Güllefasses gemindert werden. Eine solche Vorrichtung kann bspw. eine pneumatische, hydraulische oder mechanische Wirkungsweise aufweisen. So kann bspw. zwischen dem Güllefass und der Aufhängung eine entsprechende stoßdämpfende Vorrichtung installiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Güllefass eine Kühlvorrichtung für das hydraulische Fluid zugeordnet. Dies hat zum einen den sicherheitstechnischen Vorteil, dass das Fluid stets unterhalb seines Flammpunkts gehalten wird und zum anderen wird dadurch auch der Eigendruck durch das sich in einem vollgefüllten abgeschlossenen Raum unter Wärmeeinfluss ausdehnende hydraulische Fluid reduziert und auch Beschädigungen der Hydraulikanlagen vermieden. Eine solche Kühlvorrichtung kann bspw. ein Wärmetauscher sein, welcher die Wärme von dem hydraulischen Fluid an die Umgebung ableitet. Dem Wärmetauscher kann dabei bevorzugt eine Vorrichtung zur Beschleunigung des Wärmeabtransports an die Umgebung zugeordnet sein. Eine solche Vorrichtung kann bspw. ein in seiner Drehzahl regelbarer Lüfter sein, welcher mit steigender Drehzahl mehr bzw. schneller Wärme von den Oberflächen des Wärmetauschers abführt. Weiter könnte das hydraulische Fluid von einem mit einem Kühl- bzw. Kältemittel bestückten separaten Kühlkreislauf in einem sehr kurzen Zeitraum heruntergekühlt werden, wobei die Wärmeenergie aus dem Kühlkreislauf schlussendlich über einen Wärmetauscher der zuvor genannten Art an die Umgebung abgeführt wird. Ein solcher Kühlkreislauf könnte bspw. im Bereich des Hydrauliktanks angeordnet sein. Auch ist es möglich, die hydraulischen Leitungen derart auszulegen, dass sich eine vergrößerte Leitungsoberfläche ergibt und der Austausch der Wärmeenergie mit der Umgebungsluft genügt. Auch eine Kombination ist denkbar, so dass bei niedrigen Umgebungstemperaturen und entsprechend hohen Temperaturgradienten eine Luftkühlung genügt und eine aktive Wärmeabfuhr lediglich bei höheren Umgebungstemperaturen (automatisiert) zugeschaltet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Tandemgetriebe oder das Tridemgetriebe antriebsseitig eine Kupplung zur Verbindung mit einer Zapfwelle einer Zugvorrichtung auf. Eine solche Zugvorrichtung kann bspw. das Schleppfahrzeug darstellen.
Ein Ausführungsbeispiel mit Details der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigt:

1 Eine schematische Seitenansicht einer Antriebseinheit an einem einachsigen Anhänger mit Güllefass an einem Schleppfahrzeug.

Ein in 1 dargestellter Anhänger mit Güllefass 12 ist über eine Deichsel 34 an ein Schleppfahrzeug 10 angehängt. Weiter ist der Anhänger mit Güllefass 12 über eine Gelenkwelle 16 mit einer Zapfwelle 14 des Schleppfahrzeugs 10 verbunden. Die Gelenkwelle 16 dient der Übertragung von Kraft ausgehend von der Zapfwelle 14, welche von dem Motor des Schleppfahrzeugs 10 angetrieben wird.
Die Gelenkwelle 16 weist in dem gezeigten Beispiel zwei Kardangelenke (nicht dargestellt) auf, so dass der Anhänger mit Güllefass 12 gegenüber dem Schleppfahrzeug 10 entsprechende Freiheitsgrade in der Bewegung aufweist. Die Gelenkwelle 16 fungiert anhängerseitig als Antrieb für ein Tandemgetriebe 18. Das Tandemgetriebe 18 weist weiter einen ersten und einen zweiten Abtrieb 19, 17 auf, die parallel angeordnet sind.
An dem ersten Abtrieb 19 ist eine erste Hydraulikpumpe 20 angeordnet, welche ein biologisch abbaubares Hydrauliköl durch erste Hydraulikleitungen 22 bis zu einem Radialkolbenmotor 24 pumpt. Der Radialkolbenmotor 24 ist an einem Antriebsrad 25 an der Achse des Anhängers mit Güllefass 12 angeordnet und ist dazu vorgesehen, das Antriebsrad 25 entsprechend anzutreiben. Die bevorzugte Laufrichtung 37 wird in 1 über Pfeile illustriert. Eine Drehung des Antriebsrades 25 in entgegengesetzter Richtung ist bei entsprechender Ansteuerung des Radialkolbenmotors 24 ebenfalls denkbar. Weiter ist an einem zweiten Antriebsrad, das in der Ansicht der 1 hinter dem Antriebsrad 25 liegt, ein weiterer baugleicher Radialkolbenmotor 24 angeordnet, welcher ebenfalls von der ersten Hydraulikpumpe 20 und per Abzweigung auch durch die ersten Hydraulikleitungen 22 mit dem vorgenannten Hydrauliköl betrieben wird. Die Radialkolbenmotoren weisen zusammen eine installierte Leistung von ca. 60 kW auf. Damit kann der Anhänger mit Güllefass 12 mit bis zu 15 km/h Vorschub bewegt werden. Dem Radialkolbenmotor 24 ist ein Triebachsensensor 23 zugeordnet, welcher die Laufgeschwindigkeit des Antriebsrades 25 bzw. die aktuelle Leistung des Radialkolbenmotors 24 erfasst und diese Messwerte in Echtzeit an eine zentrale Steuereinheit sendet. Weiter ist der ersten Hydraulikpumpe 20 ein Triebachsenregler 21 zugeordnet, welche in der Lage ist, wenigstens über die zentrale Steuereinheit mit den von dem Triebachsensensor 23 erfassten Messwerten versorgt zu werden. Der Triebachsenregler 21 ist somit zum einen dazu vorgesehen, IST-Werte in Form der vorgenannten Messwerte mit den von dem Fahrer/Bediener vorgegebenen SOLL-Werten zu vergleichen und zum anderen dazu, über entsprechende Einstellungen an der ersten Hydraulikpumpe 20 die IST-Werte an SOLL-Werte anzugleichen.
An dem zweiten Abtrieb 17 ist eine zweite Hydraulikpumpe 26 angeordnet, welche ein hitzebeständiges Hydrauliköl durch zweite Hydraulikleitungen 28 zu einem Hydraulikmotor 30 führt. Der Hydraulikmotor 30 ist wiederum mit einer Gülleförderpumpe 32 verbunden, welche als Drehkolbenpumpe ausgebildet ist. Der Hydraulikmotor 30 dient als Antrieb für die Gülleförderpumpe 32, welche dafür vorgesehen ist, Gülle in das Güllefass 12 hinein zu pumpen bzw. zur Förderung der Gülle bis zu einer Ausbringvorrichtung, hier ein Injektor 36. Die Gülleförderpumpe 32 weist eine maximale Förderleistung von ca. 9000 l/min auf. Zur Kontrolle der aktuellen Förderleistung und der Betriebsparameter der Gülleförderpumpe 32 ist dieser ein Förderpumpensensor 33 zugeordnet, welcher wenigstens mit der zentralen Steuereinheit kommunizieren kann. Um die Betriebsparameter entsprechend beeinflussen zu können, ist der zweiten Hydraulikpumpe 26 ein Förderpumpenregler 31 zugeordnet. Auch hier ist also neben einer manuellen Einflussnahme durch den Schleppfahrzeugführer eine automatisierte Regelung über einen SOLL/IST-Vergleich möglich, wie es auch hinsichtlich der Betriebsparameter der ersten Hydraulikpumpe 20 und dem Radialkolbenmotor 24 möglich ist.
Die Anordnung der ersten Hydraulikpumpe 20, der ersten Hydraulikleitungen 22 und des Radialkolbenmotors 24 des Antriebsrades 25 kann zu einer ersten Hydraulikanlage zusammengefasst werden. Analog können die zweite Hydraulikpumpe 26, die zweiten Hydraulikleitungen 28 und der Hydraulikmotor 30 der Gülleförderpumpe 32 als zweite Hydraulikanlage angesehen werden.
Den beiden Hydraulikanlagen sind hier nicht dargestellte separate Hydrauliktanks zugewiesen. Die erste und die zweite Hydraulikpumpe 20, 26 sind separat voneinander in dem Führerhaus steuerbar. Damit sind letztendlich die Förderleistung der Gülleförderpumpe 32 und die Auslastung des Radialkolbenmotors 24 von der Drehzahl des Motors des Schleppfahrzeugs 10, bzw. von der Drehzahl der Zapfwelle im Wesentlichen unabhängig, da die Hydraulikpumpen 20, 26 auch auf Volllast laufen können, wenn das Schleppfahrzeug 10 im Leerlauf ist.
Die Kommunikation der vorgenannten Sensoren und Regler mit der zentralen Steuereinheit erfolgt kabellos. Somit ist es denkbar, dass die Messwerte und Regelimpulse auch - zusätzlich oder alternativ - dezentral, bspw. auch aus großer Entfernung, erfasst und/oder gesteuert werden. In einer anderen Ausführungsform erfolgt die vorgenannte Kommunikation kabelgebunden. Es ist dann bspw. ein Verteilkasten an dem mindestens einachsigen Anhänger angeordnet, welcher Daten (Messwerte usw.) speichern und/oder weiterleiten kann, bevorzugt in die Fahrerkabine des Schleppfahrzeugs. Ein solches System kann bspw. als CAN-Bus ausgebildet sein. Andere Bus-Systeme sind entsprechend auch anwendbar.
Bezugszeichenliste

10: Schleppfahrzeug
12: Anhänger mit Güllefass
14: Zapfwelle
16: Gelenkwelle
17: zweiter Abtrieb
18: Tandemgetriebe
19: erster Abtrieb
20: erste Hydraulikpumpe
21: Triebachsenregler
22: erste Hydraulikleitung
23: Triebachsensensor
24: Radialkolbenmotor
25: erstes Antriebsrad
26: zweite Hydraulikpumpe
28: zweite Hydraulikleitung
30: Hydraulikmotor
31: Förderpumpenregler
32: Gülleförderpumpe
33: Förderpumpensensor
34: Deichsel
35: Fließ richtung
36: Injektor
37: Laufrichtung

Claims

Antriebseinheit für einen mindestens einachsigen Anhänger mit Güllefass, mit - einem Tandemgetriebe (18), welches einen Antrieb, sowie mindestens einen ersten und einen zweiten Abtrieb (17, 19) aufweist, wobei - der erste Abtrieb (19) mit einer ersten Hydraulikpumpe (20) verbunden ist, welche eine erste Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt, und wobei - der zweite Abtrieb (17) mit einer zweiten Hydraulikpumpe (26) verbunden ist, welche eine zweite Hydraulikanlage mit einem hydraulischen Fluid beschickt, und wobei - die erste Hydraulikanlage zum Antrieb von wenigstens einem an der mindestens einen Achse des Anhängers angeordneten Radialkolbenmotor (24) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abtrieb (19, 17) parallel an dem Tandemgetriebe (18) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hydraulikanlage zum Antrieb einer Gülleförderpumpe (32) ausgelegt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Güllefass ein Triebachsensensor (23) und/oder ein Triebachsenregler (21) zur Bestimmung und/oder Regelung der Laufgeschwindigkeit des wenigstens einen Radialkolbenmotors (24) eines Antriebsrades (25) zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Güllefass ein Förderpumpensensor (33) und/oder ein Förderpumpenregler (31) zur Bestimmung und/oder Regelung der Förderleistung der Gülleförderpumpe (32) zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit zum ständigen Abgleich von SOLL- und IST-Werten der Betriebsparameter der Vorrichtungen der Hydraulikanlagen vorgesehen ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Güllefass Schutzsensoren zur Schmutzpartikelerkennung, zur Überwachung des Speisedrucks und zur Kontrolle des Saugfilters zugeordnet sind.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikanlage auch zur Versorgung eines zweiten Radialkolbenmotors (24) an einem zweiten Antriebsrad ausgelegt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsrad (25) und das zweite Antriebsrad von der ersten Hydraulikpumpe (20) gleichzeitig, aber in variablen Mengen mit dem hydraulischen Fluid beschickt werden können.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Radialkolbenmotor (24) als von dem Antrieb des Schleppers unabhängig regelbar ausgelegt ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikpumpe (20) für den Antrieb des wenigstens einen Radialkolbenmotors (24) zur Bereitstellung einer hydraulischen Leistung von bevorzugt 50 bis 120 kW, besonders bevorzugt 60 bis 100 kW, ganz besonders bevorzugt 70 bis 90kW ausgelegt ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Radialkolbenmotor (24) eine Abschaltautomatik zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Güllefass im Bereich der Deichsel (34) des Anhängers ein hydro-pneumatisches Feder- und/oder Hebesystem zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Achse des Anhängers eine Vorrichtung zur Stoßminimierung zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Güllefass eine Kühlvorrichtung für das hydraulische Fluid zugeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tandemgetriebe (18) antriebsseitig eine Kupplung zur Verbindung mit einer Zapfwelle (14) einer Zugvorrichtung aufweist.